Nghiên cứu đánh giá nguy cơ lan truyền ô nhiễm bụi từ lò hỏa táng bằng ứng dụng mô hình ENVIMAP 3.0

Khoa học Kỹ thuật và Công nghệ

DOI: 10.31276/VJST.64(1).54-58

Nghiên cứu đánh giá nguy cơ lan truyền ơ nhiễm bụi
từ lị hỏa táng bằng ứng dụng mơ hình ENVIMAP 3.0
Hà Thị Hiền1, Trần Quốc Việt2*
1
Trung tâm Vật lý Môi trường, Viện Vật lý
Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội

2

Ngày nhận bài 1/10/2021; ngày chuyển phản biện 5/10/2021; ngày nhận phản biện 2/11/2021; ngày chấp nhận đăng 5/11/2021

Tóm tắt:
Đã có nhiều nghiên cứu về phát thải bụi, song nghiên cứu về phát thải bụi từ các lò hỏa táng là một vấn đề mới.
Trong nghiên cứu này, các tác giả tập trung tính tốn phát tán bụi từ các lị hỏa táng bằng phương pháp ứng dụng
mơ hình ENVIMAP 3.0. Nghiên cứu thực hiện trong 2 trường hợp: khi hệ thống xử lý bụi thải hoạt động ổn định với
hiệu suất đạt 90-95% và hệ thống xử lý bụi thải gặp sự cố. Trong trường hợp xảy ra sự cố, ở khoảng cách từ chân
ống khói đến 1,9 km các đối tượng đều bị ảnh hưởng, đặc biệt, ở khoảng cách 100-700 m vào mùa đông và 100-800
m vào mùa hè. Trường hợp hệ thống xử lý bụi thải hoạt động ổn định, nồng độ các chất ô nhiễm ở tất cả các khoảng
cách đều nằm trong giới hạn cho phép theo quy chuẩn. Nghiên cứu góp phần cung cấp luận cứ khoa học cho các nhà
quản lý về vùng chịu tác động bởi nguồn thải từ các lò hỏa táng, để xây dựng kế hoạch bảo vệ môi trường nhằm hạn
chế các tác động bất lợi.
Từ khóa: dự báo, ô nhiễm, phát thải bụi, sự cố, xử lý bụi.
Chỉ số phân loại: 2.7
Đặt vấn đề

ở nước ta hiện nay, với tốc độ phát triển nhanh về kinh
tế - xã hội, mức độ đơ thị hóa ngày càng cao đã gây ra nhiều

vấn đề liên quan đến mơi trường nói chung, mơi trường
khơng khí nói riêng [1]. Quỹ đất dần bị thu hẹp, đặc biệt
là tại khu vực đô thị, trong khi tình trạng cải táng gây ra ơ
nhiễm mơi trường nước dưới đất, mất vệ sinh và tốn kém
về kinh tế. Do đó, các lị hỏa táng được xây dựng ngày càng
nhiều để giải quyết nhu cầu mai táng của người dân, tiết
kiệm chi phí và quỹ đất [2]. Tuy nhiên, khói bụi từ các lị
hỏa táng gây tiềm ẩn nguy cơ ơ nhiễm mơi trường khơng
khí. Theo số liệu của các nhà khoa học, việc hỏa táng một
thi thể sẽ giải phóng trung bình 400 kg khí CO2 vào khí
quyển. Khí thải từ  hỏa thiêu cịn bao gồm thủy ngân và
nhiều chất độc hại khác sinh ra từ chân, tay giả, răng giả…
của người đã tử vong [3, 4]. Trong khí thải, các hạt bụi mịn
với kích thước nhỏ hơn 2,5 micron (PM2,5) tiềm ẩn nhiều
nguy cơ nhất, vì chúng có khả năng xâm nhập sâu vào phổi,
ảnh hưởng đến cả hệ hơ hấp và hệ thống mạch máu. Tình
trạng sức khỏe của con người bị ảnh hưởng có nghiêm trọng
hay không là tùy thuộc vào mức độ và thời gian tiếp xúc với
khơng khí ơ nhiễm [5].
Chính vì vậy, trước khi tiến hành lắp đặt và xây dựng các
lò hỏa táng, cần nghiên cứu đánh giá phát thải cũng như tác
động của khí thải phát sinh sau khi xử lý tại khu vực xung
*

quanh. Đặc biệt là mức độ và phạm vi phát thải bụi trong
trường hợp gặp sự cố, khi hệ thống xử lý khói bụi hoạt động
khơng hiệu quả dẫn đến các thiệt hại về môi trường, sức
khỏe…
Để phịng ngừa sự cố mơi trường, các nhà khoa học của
Viện Vật lý đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu nồng độ phát thải

bụi từ các lò hỏa táng” ứng dụng mơ hình ENVIMAP 3.0.
Mơ hình ENVIMAP 3.0 là phần mềm tích hợp GIS, cơ sở
dữ liệu (CSDL) mơi trường và mơ hình tốn học mơ phỏng
sự lan truyền chất ơ nhiễm trong mơi trường khơng khí, mơi
trường nước. Các CSDL như khí tượng, các điểm lấy mẫu
chất lượng khơng khí, nguồn thải điểm… được gắn với vị
trí địa lý nhằm thể hiện hiện trạng môi trường. Bên cạnh đó,
để mơ phỏng q trình lan truyền các chất ơ nhiễm thường
xuất hiện, cần thiết phải thực hiện các bài tốn chuẩn như:
lấy CSDL cần thiết cho mơ phỏng từ các dữ liệu khí tượng
cũng như từ những ống khói (hay phát thải), biểu diễn kết
quả tính tốn mơ phỏng dưới các dạng khác nhau, chồng lớp
thông tin giữa lớp kết quả tính tốn mơ phỏng với các lớp
khơng gian gắn với địa phương cụ thể. Quá trình làm việc,
trong ENVIMAP 3.0 diễn ra sự phối hợp thông tin chặt chẽ
với GIS. Các mơ hình nhận được các dữ liệu từ GIS, cịn
kết quả làm việc được thơng báo ngược trở lại vào GIS dưới
hình thức thơng tin bản đồ [6].

Tác giả liên hệ: Email:

64(1) 1.2022

54


Khoa học Kỹ thuật và Công nghệ

The evaluation research of the
risk of dust pollution spread

from crematorium by applying
ENVIMAP 3.0 model
Thi Hien Ha1, Quoc Viet Tran2*
Center of Environmental Physics and Technology, Institute of Physics
2
Hanoi University of Natural Resources and Environment

1

Received 1 October 2021; accepted 5 November 2021

Abstract:
There have been many pieces research on dust emissions,
but the research on dust emissions from crematoriums
is a new issue. The objective of this research is to
calculate the dust dispersion from crematoriums into
the environment, thereby determining the range of
pollution and predicting the dust spread by applying
the Envimap 3.0 model. The result is calculated in 2
cases, one case when the waste dust treatment system
operates stably with the efficiency of 90-95% and
another case where the waste dust treatment system
has issues. In case of having an incident that is 2 km far
from the bottom of the chimney, all objects are affected,
especially, the distance is 100-700 m in winter and 100800 m in summer. In case the dust treatment system
operates stably, the concentrations of pollutants at all
distances are within the allowable limits according to
the regulations. The research contributes to providing a
scientific basis for managers on areas affected by waste
sources from crematoriums to develop an environmental

protection plan to limit adverse impacts.

Đây là một trong những công cụ hữu hiệu để mô phỏng
lan truyền bụi trong khơng khí. Nhờ những tính năng ưu
việt của mơ hình ENVIMAP 3.0 [6], nhóm nghiên cứu đã
tính tốn sự phát tán bụi ra mơi trường, từ đó xác định được
phạm vi ơ nhiễm, cũng như dự báo lan truyền bụi với 2
trường hợp: i) Hệ thống xử lý bụi thải hoạt động ổn định với
hiệu suất đạt 90-95%; ii) Hệ thống xử lý bụi thải của lò gặp
sự cố. Kết quả là căn cứ để xây dựng kế hoạch bảo vệ môi
trường nhằm hạn chế những tác động xấu từ quá trình phát
thải bụi của các lị hỏa táng.
Phương pháp nghiên cứu

Mơ hình ENVIMAP 3.0
Để đánh giá chất lượng mơi trường khơng khí trên một
phạm vi vùng, 2 phương pháp thường được sử dụng là quan
trắc và mơ hình hóa. Tuy nhiên, đối với các nguồn thải tương
lai việc thực nghiệm là không thể. Do vậy, nghiên cứu về
mơ hình đang là một hướng phát triển và thu được nhiều kết
quả. Từ phiên bản ENVIMAP 3.0 đầu tiên ra đời vào năm
2006, hiện nay có khoảng trên 20 mơ hình lan truyền khí
chia thành 3 nhóm chính: Nhóm 1 - Mơ hình thống kê kinh
nghiệm dựa trên cơ sở lý thuyết gauss; Nhóm 2 - Mơ hình
thống kê thuỷ động, được gọi là mơ hình berliand; Nhóm
3 - Mơ hình số trị. Trong 3 nhóm mơ hình này, mơ hình
thích hợp để phản ánh đầy đủ hiện tượng lan truyền các
chất ô nhiễm từ một nguồn thải ra môi trường xung quanh
là ENVIMAP 3.0 [6].
Để mô tả quá trình lan truyền và khuếch tán bụi theo khơng

gian và thời gian bằng các phương trình tốn học, người ta
xem xét trị số trung bình nồng độ chất ô nhiễm. Dưới tác dụng
của gió tự nhiên, các luồng khí, bụi phụt lên từ miệng ống
khói sẽ bị uốn cong theo chiều gió thổi. Chất ơ nhiễm dần dần
bị khuếch tán rộng ra tạo thành vệt khói (hình 1).

Keywords: dust emission, dust treatment, forecast,
incident, pollution.
Classification number: 2.7

Hình 1. Sơ đồ khuếch tán luồng khí thải dọc theo chiều gió. C là nồng
độ trung bình của chất ơ nhiễm (mg/m3); x, z là các thành phần tọa độ theo
các trục Ox, Oz; Vx, Vz là các thành phần của tốc độ trung bình theo các
trục Ox, Oz; H là độ cao nguồn thải.

Phương pháp nghiên cứu và CSDL
Phương pháp nghiên cứu và csdl sử dụng trong tính
tốn cho 2 thời điểm đặc trưng của năm là mùa hè và mùa
đông với hướng gió khác nhau [7].

64(1) 1.2022

55


Khoa học Kỹ thuật và Công nghệ

Thông số nguồn thải tính lan tỏa: chiều cao ống khói,
đường kính miệng ống khói, nhiệt độ khí thải, tốc độ phụt
khói thải, lưu lượng bụi thải được thể hiện ở bảng 1 [7].

Bảng 1. Các thơng số nguồn thải đầu vào.
Nguồn thải

Ống khói thải
của lị hỏa táng

Thơng số

Giá trị thơng số

Chiều cao ống khói

20 m

Đường kính miệng ống
khói

1m

Nhiệt độ khí thải

2000C

Tốc độ phụt khói thải

15 m/s

Lưu lượng bụi thải

1,2 m3/giờ = 0,00033 m3/s

Hình 2. Phân bố nồng độ bụi trung bình 1 giờ lần lượt trong mùa hè
và mùa đơng.

Điều kiện khí tượng: về mùa hè gió chủ đạo là đơng
nam; mùa đơng gió chủ đạo là đơng bắc. Nhiệt độ, vận tốc
gió, cấp ổn định khí quyển, các thơng số cụ thể được thể
hiện ở bảng 2 [7].
Bảng 2. Nhiệt độ trung bình, vận tốc gió trung bình.
Mùa

Nhiệt độ
(OC)

Gió chủ đạo
Vận tốc (m/s)

Hướng

Cấp ổn định
khí quyển

Đơng

19,9

1,75

Đơng bắc

B

Hè

28,3

2,5

Đơng nam

B

Kết quả nghiên cứu

Hình 3. Biểu đồ nồng độ bụi trung bình 1 giờ về mùa hè theo từng
khoảng cách

Nhóm nghiên cứu thực hiện tính toán bụi phát sinh từ hệ
thống xử lý bụi thải của lò hỏa táng theo 2 trường hợp, với
2 hướng gió chủ đạo tương ứng với 2 mùa đặc trưng (mùa
đông và mùa hè).
Trường hợp hệ thống xử lý bụi hoạt động ổn định
Nồng độ phát thải các chất ô nhiễm được tính ở điều kiện
thực của nguồn thải sau khi qua thiết bị xử lý trong trường
hợp hệ thống xử lý bụi thải hoạt động tốt, được lắp đặt và
vận hành theo đúng thiết kế. Nồng độ là điều kiện tiêu chuẩn
t=25oC và áp suất khí quyển p=760 mm Hg.
Kết quả hình 2-4 cho thấy, với trường hợp hệ thống xử
lý khí thải hoạt động ổn định, nồng độ bụi phát sinh lớn nhất
có khoảng cách 100 m vào mùa hè và 150 m vào mùa đơng

tính từ chân ống khói. Tuy nhiên, nồng độ này vẫn nằm
trong giới hạn cho phép theo QCVN 05:2013/BTNMT ngày
17/11/2013 của Bộ Tài nguyên và Môi trường. Hệ thống xử
lý bụi thải của lò hỏa táng hoạt động hiệu quả, xử lý triệt
để chất ô nhiễm phát sinh, không gây ô nhiễm môi trường.
Đối tượng bị ảnh hưởng nhất chính là cán bộ nhân viên
vận hành lò hỏa táng, khách tham dự lễ hỏa táng trong phạm
vi 100-150 m. Các khu vực khác như: Viện Dưỡng lão cách
khu hỏa táng 1 km; khu dân cư xung quanh, gồm: xóm Ao
Trạch (cách 1km) và xóm Đễnh (cách 1,2 km), Cơng viên
nghĩa trang Lạc Hồng Viên (cách 1 km) (hình 5). Các khu

64(1) 1.2022

Hình 4. Biểu đồ nồng độ bụi trung bình 1 giờ về mùa đơng theo từng
khoảng cách.

Hình 5. Sơ đồ mơ phỏng mối tương quan giữa khu vực nghiên cứu
(Viện Dưỡng lão và Cơng viên tâm linh Vĩnh Hằng, tỉnh Hịa Bình) và
các đối tượng xung quanh.

56


Khoa học Kỹ thuật và Công nghệ

vực này, theo khoảng cách ô nhiễm vẫn nằm trong vùng
chịu ảnh hưởng của lị hỏa táng, nhưng mức độ rất thấp, gần
như khơng bị tác động.
Trường hợp hệ thống xử lý bụi thải gặp sự cố (bụi

không được xử lý)
Nồng độ bụi phát thải là vào mùa hè là 0,15-0,6 mg/m3
và mùa đông 0,08-0,33 mg/m3. Kết quả chạy mơ hình lan
truyền bụi được thể hiện ở các hình 6-8.

Hình 6. Phân bố nồng độ bụi vào mùa hè và mùa đơng.

Kết quả hình 6-8 cho thấy, với trường hợp hệ thống xử
lý khí thải gặp sự cố, nồng độ các chất ô nhiễm khơng được
xử lý ở mùa gió đơng bắc (đơng) lớn hơn gió mùa đơng
nam (hè), cụ thể: vào mùa đơng, ở khoảng cách 100-700 m,
nồng độ bụi vượt quy chuẩn từ 1,4 đến 10,2 lần; mùa hè, ở
khoảng cách 100-800 m, nồng độ bụi vượt quy chuẩn cho
phép từ 2,9 đến 13,1 lần.
Như vậy, nếu trường hợp lò hỏa táng xảy ra sự cố, đối
tượng chịu ảnh hưởng nhiều nhất là cán bộ, nhân viên của
khu hỏa táng và các khu vực dân cư xung quanh (Viện Dưỡng
lão, khu dân cư xóm Ao Trạch, xóm Đễnh, Cơng viên nghĩa
trang Lạc Hồng Viên) đều bị ảnh hưởng ô nhiễm bụi.
Dựa vào kết quả chạy mơ hình ENVIMAP 3.0 theo 2
trường hợp (hệ thống xử lý bụi thải lò hỏa táng hoạt động ổn
định, với hiệu suất đạt 90-95% và hệ thống xử lý bụi thải gặp
sự cố) cho thấy, trường hợp xảy ra sự cố ở khoảng cách từ
chân ống khói đến 1,9 km các đối tượng đều bị ảnh hưởng.
Đặc biệt, khoảng cách 100-700 m vào mùa đông và khoảng
cách 100-800 m vào mùa hè, nồng độ bụi đều vượt quy
chuẩn cho phép. Đối với trường hợp hệ thống xử lý bụi
thải hoạt động ổn định, nồng độ các chất ô nhiễm ở tất cả
các khoảng cách đều nằm trong giới hạn cho phép của quy
chuẩn. Đảm bảo toàn bộ bụi được xử lý triệt để trước khi

thải ra môi trường.
Kết luận và kiến nghị

Hình 7. Biểu đồ nồng độ bụi trung bình 1 giờ theo khoảng cách về
mùa hè.

Hình 8. Biểu đồ nồng độ bụi trung bình 1 giờ theo khoảng cách về
mùa đông

64(1) 1.2022

Bài báo nghiên cứu nồng độ phát thải bụi từ các lò hỏa
táng bằng ứng dụng mơ hình ENVIMAP 3.0, góp phần cung
cấp luận cứ khoa học cho các nhà quản lý về vùng chịu tác
động bởi nguồn thải từ các lò hỏa táng. Kết quả nghiên cứu
cho thấy, việc xây dựng các lò hỏa táng thay thế cho việc cải
táng là cần thiết ở các địa phương, nhằm bảo vệ môi trường
và tiết kiệm chi phí, diện tích đất. Tuy nhiên, cần phải xây
dựng phương án phịng ngừa sự cố mơi trường, đánh giá chi
tiết đối với các loại khí thải đầu ra, đặc biệt là bụi để xem xét
sự phù hợp với các tiêu chuẩn, quy chuẩn hiện hành.
Trong trường hợp hệ thống xử lý bụi hoạt động hiệu quả,
đối tượng bị ảnh hưởng chính là cán bộ nhân viên lị hỏa
táng, khách tham dự lễ hỏa táng trong phạm vi 100-150 m.
Các khu vực dân cư xung quanh, theo khoảng cách ô nhiễm
vẫn nằm trong vùng chịu ảnh hưởng của lò hỏa táng nhưng
mức độ rất thấp, gần như không bị tác động. Đối với trường
hợp hệ thống xử lý bụi hoạt động không hiệu quả (gặp sự
cố), ở khoảng cách từ chân ống khói đến 1,9 km các đối
tượng đều bị ảnh hưởng. Cụ thể, vào mùa đông, nồng độ

bụi vượt quy chuẩn cho phép 1,4 -10,2 lần; ở khoảng cách

57


Khoa học Kỹ thuật và Công nghệ

100-800 m vào mùa hè, nồng độ bụi vượt quy chuẩn cho
phép 2,9-13,1 lần.
Để góp phần giảm thiểu ơ nhiễm mùi và bụi do hoạt
động hỏa táng gây ra, các lò hỏa táng cần được trang bị hệ
thống làm mát và gom bụi xiclon tổ hợp để xử lý chất thải,
sau đó khí thải đi vào ống khói bằng quạt hút và xả khí thải
ra ngồi (hình 9).

Với hệ thống gom bụi xiclon, khí thải sau khi được làm
mát sẽ đi vào thiết bị gom bụi xiclon - một thiết bị dùng để
ngăn chặn bụi thải vào khí quyển bằng cách loại bỏ bụi cịn
sót lại trong khí thải.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] T. Hang, et al. (2020), “Status of air pollution in Hanoi and
recommendations to reduce pollution, 15th collection of scientific
reports”, Institute of Meteorology - Hydrology environment, DOI:
10.3390/data6040039.
[2] />[3] N. Loi (2020), “Environmental pollution in Vietnam’s craft
villages”, E3S Web of Conferences, DOI: 10.1051/e3sconf/202017506012.
[4]v />Assessment_for_thermal_treatment_of_municipal_solid_waste_in_
British_Columbia_Evidence_review_and_recommendations.

Hình 9. Hình ảnh minh họa hệ thống xử lý khí thải.

Với hệ thống làm mát, tồn bộ khí thải sau khi được
đốt cháy sạch hoàn toàn tại buồng thứ cấp (nhiệt độ duy
trì 1.0500C) được dẫn vào hệ thống làm mát bằng khí để
hạ xuống 2000C ngăn chặn sự tái tổng hợp dioxin, khí mát
được bơm vào bằng quạt hút khí. Hệ thống làm mát dạng
xoắn ốc trộn lẫn khí thải và làm mát đến khi khí thải được
làm mát đồng đều.

64(1) 1.2022

[5] B. Duong, et al. (2016), “Simulating the PM10 dispersion from
traffic on truong chinh street, Hanoi, using calroads view software”, VNU
Science Journal: Earth and Environmental Sciences, 32, pp.24-30.
[6] L. Ha, et al. (2009), “Simulating air pollution and determining
the horizontal turbulent diffusion coefficient”, 9th Science and Technology
Conference, 6, pp.737-752.
[7]v />9780429039966/plan-market-adam-fforde-stefan-de-vylder.

58